고온 합금은 어떤 재료입니까? 고온 합금 재료에는 주로 무엇이 포함됩니까?
고온 합금은 고온, 심각한 기계적 응력, 산화 및 부식 환경에서 사용되는 합금 유형입니다. 과학과 기술이 발전함에 따라 고온 합금은 점차적으로 비교적 완전한 6개의 부품을 형성해 왔습니다.
1. 변형된 고온 합금
변형된 고온 합금은 열간 및 냉간 변형에 의해 가공될 수 있고 작동 온도 범위가 -253 ~ 1320도이며 우수한 기계적 특성, 포괄적인 강도 및 인성 지표를 가지며 높은 특성을 갖는 합금 유형을 말합니다. 항산화 및 부식 방지 특성. 열처리 공정에 따라 고용 강화 합금과 시효 강화 합금으로 나눌 수 있습니다.
1. 고용체 강화 합금
작동 온도 범위는 900~1300도이며 최대 항산화 온도는 1320도에 이릅니다. 예를 들어, GH128 합금은 실온에서 인장 강도가 850MPa이고 항복 강도가 350MPa입니다. 140MPa의 인장 강도 및 1000도에서 85%의 신장률; 200시간의 내구성 수명과 1000도 및 30MPa 응력에서 40%의 신장률을 제공합니다. 고용체 합금은 일반적으로 항공 및 우주항공 엔진 연소실, 케이싱 및 기타 부품을 만드는 데 사용됩니다.
2. 시효강화합금
작동온도는 -253~950도이며, 일반적으로 항공우주 엔진용 터빈 디스크, 블레이드 등 구조 부품을 만드는 데 사용됩니다. 터빈 디스크를 만드는 데 사용되는 합금은 작동 온도가 -253~700도이며 우수한 고온 및 저온 강도와 내피로성이 요구됩니다. 예: GH4169 합금의 최대 항복 강도는 650도에서 1000MPa입니다. 블레이드를 만들기 위한 합금 온도는 950도에 도달할 수 있습니다. 예: GH220 합금은 950도에서 490MPa의 인장 강도를 가지며 940도 및 200MPa에서 40시간 이상의 내구성 수명을 갖습니다.
변형 초합금은 주로 항공우주, 항공, 원자력 에너지 및 석유 토목 산업에 구조 단조품, 케이크, 링, 바, 플레이트, 파이프, 스트립 및 와이어를 제공합니다.
2. 고온 합금 주조
주조 고온 합금은 주조 방법에 의해서만 형성될 수 있거나 형성될 수 있는 일종의 고온 합금을 의미합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
1. 구성 범위가 더 넓습니다. 변형 가공 성능을 고려할 필요가 없기 때문에 합금 설계는 성능 최적화에 집중할 수 있습니다. 예를 들어, 니켈계 고온 합금의 경우 '함량이 60% 이상이 되도록 조성을 조정할 수 있어 합금 융점의 85%까지의 온도에서도 합금이 여전히 우수한 특성을 유지할 수 있습니다. .
2. 적용분야가 더 넓습니다. 주조법의 특별한 장점으로 인해 부품의 사용 요구에 따라 복잡한 구조와 형상으로 거의 순 형상에 가깝거나 여백이 없는 고온 합금 주조를 설계 및 제조할 수 있습니다.
주조 합금의 사용 온도에 따라 다음 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
카테고리 1: -253~650도에서 사용되는 등축 수정 주조 고온 합금. 이러한 유형의 합금은 광범위한 온도, 특히 저온에서 강도와 가소성이 저하 없이 유지되는 우수한 종합 특성을 갖습니다. 예를 들어, 항공 및 우주 엔진에 대량으로 사용되는 K4169 합금은 650도에서 인장 강도 1000MPa, 항복 강도 850MPa, 인장 가소성 15%를 갖습니다. 650도에서 620MPa 응력 하의 내구성 수명은 200시간입니다. 항공우주 엔진의 디퓨저 케이싱과 항공우주 엔진의 다양한 펌프의 복잡한 구조 부품을 만드는 데 사용되었습니다.
카테고리 2: 650~950도에서 사용되는 등축 크리스탈 주조 고온 합금. 이 유형의 합금은 고온에서 높은 기계적 성질과 고온 내식성을 가지고 있습니다. 예를 들어, K419 합금은 700MPa보다 큰 인장 강도와 950도에서 6%보다 큰 인장 가소성을 갖습니다. 950도에서 200시간 동안의 최대 강도 한계는 230MPa보다 큽니다. 이러한 유형의 합금은 항공기 엔진 터빈 블레이드, 가이드 베인 및 일체형 주조 터빈으로 사용하기에 적합합니다.
카테고리 III: 950-1100도에서 사용되는 방향성 응고형 주상 결정 및 단결정 고온 합금. 이 유형의 합금은 이 온도 범위에서 우수한 종합 특성과 항산화 및 고온 부식 방지 특성을 갖습니다. 예를 들어, DD402 단결정 합금은 1100도 및 130MPa의 응력 하에서 100시간 이상의 내구성 수명을 갖습니다. 이는 중국에서 사용되는 가장 인기 있는 터빈 블레이드 재료이며 새로운 고성능 엔진용 1단계 터빈 블레이드를 만드는 데 적합합니다.
정밀 주조 기술의 지속적인 개선으로 새로운 특수 공정도 끊임없이 등장하고 있습니다. 미립자 주조 기술, 방향성 응고 기술, 복잡한 박벽 구조 부품의 CA 기술은 내열합금 주조 수준을 크게 향상시켰으며 적용 범위도 지속적으로 확대되고 있습니다.
3. 분말 야금 고온 합금
고온합금분말제품은 원자화된 고온합금분말을 이용하여 열간등압성형 또는 열간등압성형 후 단조하여 제조됩니다. 분말 야금 공정을 사용하면 분말 입자가 작고 냉각 속도가 빠르기 때문에 조성이 균일하고 거대 편석이 없으며 입자가 작고 열간 가공 성능이 좋고 금속 이용률이 높으며 비용이 저렴합니다. 특히 합금의 항복강도와 피로특성이 향상된다. 큰 개선.
FGH95 분말 야금 초합금은 650도에서 인장 강도가 1500MPa이고 응력 1034MPa에서 50시간 이상의 내구성 수명을 갖습니다. 현재 650도 작업 조건에서 가장 높은 강도의 판 분말 야금 초합금입니다. 분말 야금 고온 합금은 응력 수준이 더 높은 엔진의 요구 사항을 충족할 수 있으며 추력 대 중량 비율이 높은 엔진의 터빈 디스크, 압축기 디스크 및 터빈 배플과 같은 고온 구성 요소에 선택되는 재료입니다.
4. 산화물분산강화(ODS) 합금
독특한 기계적 합금(MA) 공정을 이용하여 형성된 특수 고온 합금입니다. 고온에서 매우 안정적인 산화물 분산 강화상을 갖는 초미세(50nm 미만) 산화물 분산 강화상이 합금 매트릭스에 고르게 분산됩니다. 합금 강도는 합금 자체의 융점에 가까운 조건에서 여전히 유지될 수 있으며 우수한 고온 크리프 특성, 우수한 고온 내산화성, 탄소 및 황 내식성을 갖추고 있습니다.
현재 상업적으로 생산되는 ODS 합금에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
MA956 합금은 산화 분위기에서 최대 1350도까지 사용할 수 있으며 산화, 탄소 및 황 부식에 대한 저항성 측면에서 고온 합금 중에서 1위를 차지합니다. 항공기 엔진의 연소실 라이닝에 사용할 수 있습니다.
MA754 합금은 산화 분위기에서 최대 1250도까지 사용할 수 있으며 매우 높은 고온 강도와 중알칼리 유리 부식에 대한 저항성을 유지합니다. 이제는 항공기 엔진 가이드 기어 링과 가이드 블레이드를 만드는 데 사용됩니다.
MA6000 합금은 1100도에서 인장 강도가 222MPa이고 항복 강도가 192MPa입니다. 1100도에서 1000-시간 내구성 강도는 127MPa로 고온 합금 중 1위이며 항공우주 엔진 블레이드에 사용할 수 있습니다.
5. 금속간 화합물 고온 재료
금속간 고온 재료는 최근 연구 개발되고 있는 중요한 응용 전망을 가진 광 특정 고온 재료의 일종입니다. 10년 넘게 금속간 화합물, 합금 설계, 공정 개발 및 응용 연구에 대한 기초 연구, 특히 Ti-Al, Ni-Al 및 Fe-Al 계열 재료의 준비 및 가공 기술, 인화 및 강화 분야에서 성숙해졌습니다. , 기계적 특성 및 응용 연구는 놀라운 성과를 거두었습니다.
Ti3Al계 합금(TAC-1), TiAl계 합금(TAC-2) 및 Ti2AlNb계 합금은 저밀도(3.8~5.8g/cm3), 고온 및 고강도, 고강성을 갖고 있습니다. 내산화성, 내크리프성이 우수합니다. 장점: 구조 부품의 무게를 35~50% 줄일 수 있습니다. Ni3Al 기반 합금인 MX-246는 내식성, 내마모성 및 캐비테이션 저항성이 우수하여 응용 가능성이 뛰어납니다. Fe3Al 기반 합금은 내산화성 및 내식성이 우수하고 중온(600도 미만)에서 강도가 높으며 가격이 저렴합니다. 스테인레스 스틸을 부분적으로 대체할 수 있는 신소재입니다.
